termodimanica_5g

I.E. “NUESTRA SEÑORA DEL ROSARIO” Dominica de la Inmaculada Concepción Chiclayo-Perú

ÁREA: FÍSICA ELEMENTAL GRADO: QUINTO‘‘G’’ PROFESORA: CÓRDOVA GARCÍA SHIRLEY

EXPERIENCIAS CIENTIFICAS

TERMODINAMICA

    

Ubillus Ticlla Ana Cecilia.

Ubillus Ticlla Angélica.

Valderrama Manrique Katherine.

Valderrama Vásquez Jenny.

Valiente Capuñay Zorelinda.

(23) (24) (28) (29) (32)

G

5TO

CHICLAYO - 2012

Este trabajo fue elaborado por las alumnas del quinto grado “G” del nivel segundario de la INSTITUCION EDUCATIVA “Nuestra Señora del Rosario”, con el fin de dar a conocer un poco sobre el TEMA: TERMODINAMICA a través de las siguientes experiencias realizadas por las alumnas.

La termodinámica es una rama de la física que estudia los efectos de los cambios de la temperatura, presión y volumen de los sistemas físicos a un nivel macroscópico.

Encontrará experimentos y se dará cuenta que los materiales que utilizamos son de fácil acceso y de bajos costos.

Enfoque indagatorio, es el método con el cual estamos trabajando ya

que nos

servirá mucho

en

el

aprendizaje

del

tema-

Termodinámica Nuestra finalidad es que con este manual logre aprender y conocer lo referido a Termodinámica.

Atte.

Las Autoras.

Definición

de

termodinámica

termodinámica:

La

palabra

proviene de los vocablos griegos

thermos (calor) y dynamis (potencia), que describe los primeros esfuerzos por convenir el calor en potencia.

Hoy día el mismo concepto abarca todos los aspectos de la energía y sustransformaciones, incluidas la producción de potencia,

la refrigeración y las

relaciones entre las propiedades de la materia. La termodinámica se ocupa de la transformación de la energía térmica en energía mecánica y del proceso inverso, la conservación de trabajo en calor. La termodinámica desempeña un papel muy importante en la ciencia y en la tecnología por una razón muy simple: casi toda la energía disponible de las materias primas es liberada en forma de calor.

Es la Ciencia que estudia la conversión de unas formas de energías en otras. En su sentido etimológico, podría decirse que trata del calor y del trabajo, pero por extensión, de todas aquellas propiedades de las sustancias que guardan relación con el calor y el trabajo.

La Termodinámica se desarrolla a partir de cuatro Principios o Leyes: • Principio Cero: Permite definir la temperatura como una propiedad.

• Primer Principio: Define el concepto de energía como magnitud conservativa.

• Segundo Principio: Define la entropía como magnitud no conservativa, una medida de la dirección de los procesos.

• Tercer Principio: Postula algunas propiedades en el cero absoluto de temperatura.

Históricamente, la Termodinámica nació en el siglo XIX de la necesidad de mejorar el rendimiento de las primeras máquinas térmicas fabricadas por el hombre durante la Revolución Industrial.

La Termodinámica clásica (que es la que se tratará en estas páginas) se desarrolló antes de que la estructura atómica fuera descubierta (a finales del siglo XIX), por lo que los resultados que arroja y los principios que trata son independientes de la estructura atómica y molecular de la materia.

El punto de partida de la mayor parte de consideraciones termodinámicas son las llamadas leyes o principios de la Termodinámica. En términos sencillos, estas leyes definen cómo tienen lugar las transformaciones de energía. Con el tiempo, han llegado a ser de las leyes más importantes de la ciencia.

Antes de entrar en el estudio de los principios de la termodinámica, es necesario introducir algunas nociones preliminares, como qué es un sistema termodinámico, cómo se describe, qué tipo de transformaciones puede experimentar, etc. Estos conceptos están resumidos en el siguiente cuadro:

LEYES TERMODINAMICAS

PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA

Esta ley se expresa como: Eint = Q - W

Para entender esta ley, es útil imaginar un gas encerrado en un cilindro, una de cuyas tapas es un émbolo móvil y que mediante un mechero podemos agregarle calor. El cambio en la energía interna del gas estará dado por la diferencia entre el calor agregado y el trabajo que el gas hace al levantar el émbolo contra la presión atmosférica.

Cuando un sistema se pone en contacto con otro más frío que él, tiene lugar un proceso de igualación de las temperaturas de ambos. Para explicar este fenómeno, los científicos del siglo XVIII conjeturaron que una sustancia que estaba presente en mayor cantidad en el cuerpo de mayor temperatura fluía hacia el cuerpo de menor temperatura. Según se creía, esta sustancia hipotética llamada calórico era un fluido capaz de atravesar los medios materiales

.

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA

La segunda ley afirma que la entropía, o sea, el desorden, de un sistema aislado nunca puede decrecer. Por tanto, cuando un sistema aislado alcanza una configuración de máxima entropía, ya no puede experimentar cambios: ha alcanzado el equilibrio. La naturaleza parece pues preferir el desorden y el caos. Se puede demostrar que el segundo principio implica que, si no se realiza trabajo, es imposible transferir calor desde una región de temperatura más baja a una región de temperatura más alta.

La entropía se puede considerar como una medida de lo próximo o no que se halla un sistema al equilibrio; también se puede considerar como una medida del desorden (espacial y térmico) del sistema.

TERCERA LEY DE LA TERMODINÁMICA

El tercer principio de la termodinámica afirma que el cero absoluto no se puede alcanzar por ningún procedimiento que conste de un número finito de pasos. Es posible acercarse indefinidamente al cero absoluto, pero nunca se puede llegar a él.

Es el calor que entra desde el "mundo exterior"

lo

que

impide

que

en

los

experimentos se alcancen temperaturas más

bajas.

El

cero

absoluto

es

la

temperatura teórica más baja posible y se caracteriza por la total ausencia de calor.

Es la temperatura a la cual cesa el movimiento absoluto

de

las

(0

partículas.

K)

El

cero

corresponde

aproximadamente a la temperatura de 273,16ºC.

Nunca

se

ha

alcanzado

tal

temperatura y la termodinámica asegura que es inalcanzable.

"No se puede llegar al cero absoluto mediante una serie finita de procesos" "La primera y la segunda ley de la termodinámica se pueden aplicar hasta el límite del cero absoluto, siempre y cuando en este límite las variaciones de entropía sean nulas para todo proceso reversible".

"La entropía de cualquier sustancia pura en equilibrio termodinámico tiende a cero a medida que la temperatura tiende a cero".

LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA

"Si dos objetos A y B están por separado en equilibrio térmico con un tercer objeto C, entonces los objetos A y B están en equilibrio térmico entre sí".

Como consecuencia de esta ley se puede afirmar que dos objetos en equilibrio térmico entre sí están a la misma temperatura y que si tienen temperaturas diferentes, no se encuentran en equilibrio térmico entre sí.

TEMA: TEMPERATURA

Aprendizaje Esperado:  Demostrar que los cambios de temperatura producen cambios en el interior de un cuerpo.

Focalización:

- ¿Qué es la temperatura?

- ¿En qué se diferencia esta del calor?

Experiencia 1: MATERIALES:  Una moneda  Una botella de vidrio PROCEDIMIENTO: 1. Vamos a meter durante un cierto tiempo la botella en el congelador del frigorífico, hasta que esté bien fría.

2. Al cabo de un cierto tiempo, la sacamos y la dejamos al pié encima de una mesa 3. A continuación, tapamos la boca de la botella con una moneda y observamos a ver qué pasa. Si hace falta espera un poco.

Experiencia 2: MATERIALES:  Un vaso pequeño  Un termómetro de frigorífico PROCEDIMIENTO:

1.-Basta con introducir el vasito con agua y el termómetro en el interior del congelador durante una o dos horas, hasta que el agua quede totalmente congelada 2.-El tiempo necesario puede variar dependiendo de la potencia de enfriamiento. Lo importante es que cuando lo saques el termómetro haya quedado sujeto en el interior del hielo.

Experiencia 3: MATERIALES:  2 Recipientes de vidrio.  Agua caliente y agua fría  2 Termómetros.

PROCEDIMIENTO: 1. En primer lugar vamos a calentar agua en un recipiente grande, hasta unos 50 o 60° C aprox.

2. Después vamos a medir esa temperatura con el termómetro 3. En segundo lugar vamos a preparar un matraz con agua a temperatura ambiente.

4. Mide la temperatura con otro termómetro. Ahora comienza la experiencia 5. Introduce el matraz en el interior del agua caliente, con un termómetro en cada recipiente

Experiencia 4: MATERIALES  Hielo picado.  Sal de cocina  Una cazuela de plástico  Termómetro PROCEDIMIENTO: 1. Lo que vamos a hacer s muy simple. Basta con preparar una mezcla de hielo picado y sal gorda en una porción aproximadamente de 3 partes de hielo picado por 1 parte de sal.

2. Remueve un poco con una cuchara e introduce el termómetro Reflexión:

 Experiencia 1: ¿Qué es lo que sucede con la moneda?   Experiencia 2: ¿Cuánto marca nuestro termómetro?  Experiencia 3: ¿Cuál es la diferencia entre las aguas a diferentes temperaturas? ¿Se diferencian por mucho?  Experiencia 4: ¿A qué temperatura llegamos?

Aplicación:

 Menciona ejemplos diarios del uso de la temperatura en nuestros hogares.  Menciona los diferentes instrumentos para medir la temperatura 

¿Qué sensación produce en nosotros el agua caliente? ¿Por qué?

Tema: Gases Ideales

Aprendizaje esperado:  Dar a conocer las diferentes leyes de los gases ideales.

Focalización: -

¿Qué es un gas? ¿Para que sirven los gases?

Experiencia 1: MATERIALES:  Tazón  Agua  Colorante  Vela  Fósforos  Botella de vidrio

PROCEDIMIENTO:

1. Colocamos agua dentro del tazón y agregamos unas gotas de colorante 2. Procedemos a encender la vela que debe estar dentro del tazon.

3. Con el fosforo encendemos la vela y colocamos el recipiente de vidrio boca abajo

tapando la vela. (no dejar que la vela se apague muy rápido sino no se podrá observar bien el experimento)

LEY DE LOS GASES IDEALES

a) Ley de Boyle: Experiencia 2: MATERIALES:  Jeringa  Globos pequeños de colores PROCEDIMIENTO: 1. En primer lugar sacamos totalmente el émbolo de la jeringa. Llenamos un globo de aire y lo introducimos en la jeringa 2. Luego colocamos el émbolo sin introducirlo del todo y tapamos el agujero pequeño de la jeringa con un dedo.

3. Al empujar el émbolo vemos que disminuye el volumen del globo.

4. Ahora metemos el globo lleno de aire en la jeringa y colocamos el émbolo introduciéndolo hasta el fondo (sin aplastar el globo).

5. Luego tapamos el orificio pequeño de la jeringa con un dedo y tiramos del émbolo.En este caso vemos que aumenta el volumen del globo.

Experiencia 3: MATERIALES:

   

1 Botella 1 globo Agua caliente Recipiente de plástico

PROCEDIMIENTO: 1. Primero cortamos la botella de plástico por la parte superior y luego ponemos el globo en la boca de la botella.

2. Colocamos la botella ya cortada dentro del recipiente con agua y observamos lo que sucede

Experiencia 4: MATERIALES:    

Botella de plástico Agua Gotero Tinta

PROCEDIMIENTO: 1. Llenar la botella con agua en introducimos un gotero que contenga un poco de tinta dentro de la botella 2. Cerramos la botella y procedemos hacer presión la botella y observamos lo que sucede.

b) Ley de Charles: Experiencia 5: MATERIALES:  1botella de plástico.

PROCEDIMIENTO: 1. Se llena de agua caliente una botella de plástico.

2. Se vierte el agua.

3. Se cierra rápidamente el tapón.

4. Observaremos como la botella se dobla hacia dentro.

Experiencia 6: MATERIALES:  Tazón de vidrio con tapa  Globo pequeño PROCEDIMIENTO: 1. Metemos el globo dentro del tazón o recipiente de vidrio 2. Acto seguido procedemos a tapar el recipiente que tendrá un hueco por donde se coloca un inflador y se pasara a inflar desde afuera solo por el agujero de la tapa.

Experiencia 7: MATERIALES:    

Mechero Globo Botella de plástico Recipiente con agua fría

PROCEDIMIENTO: 1. Colocar el globo en el pico de la botella 2. Encender el mechero y colocarlo en la parte inferior de la botella. Observar que pasa 3. Luego colocar la botella en el agua fría

Experiencia 8: MATERIALES:  Termómetro  1 persona

PROCEDIMIENTO:

1. Colocar el termómetro a una persona que este con fiebre y observemos lo que sucede

c) Ley de Gay Lussac: Experiencia 9: MATERIALES:  Tubo de ensayo  Agua

 Corcho  Vela PROCEDIMIENTO: 1. En un tubo de ensayo se deposita un poco de agua y se tapa el tubo con un corcho.

2. Luego se empieza a calentar el tubo con una vela, el gas que había dentro del tubo (el vapor generado por el agua y el aire) empezara a expandirse.

3. Se necesitara una vía de escape así que el corcho saldrá volando y el gas ya podrá salir

tranquilamente.

Experiencia 10: MATERIALES:    

Huevo duro 1 botella de plástico Papel higiénico Encendedor

PROCEDIMIENTO: 1. Encendemos el papel higiénico y lo introducimos dentro de la botella, acto seguido colocamos el huevo en la boca de la botella y observamos que sucede.

d) Ley de Avogadro: Experiencia 12: MATERIALES:  1 vaso con agua  1 pedazo de papel

PROCEDIMIENTO: Tapa el vaso con agua con un pedazo de papel más grande que su boca, procura que se moje el papel que está en contacto con el vaso. Pon una mano sobre el papel y voltéalo boca abajo, retira la mano que sostiene el papel pero sigue sosteniendo el vaso.De preferencia hazlo en el patio por si no funciona el experimento.

Experiencia 13: MATERIALES:  1 vela  1 vaso transparente  3 monedas  1 plato hondo con agua PROCEDIMIENTO: 1. Pega la vela con su misma cera en el centro del plato. Al plato ponle agua, más o menos tres centímetros de alto, y acomoda las monedas sobre las que apoyarás el vaso. Prende la vela y pon el vaso boca abajo, sobre las monedas, cubriéndola, cuidando que pueda pasar el agua adentro del vaso.

Experiencia 14: MATERIALES:  Globo  1 alfiler o palillo con punta  Aceite PROCEDIMIENTO: 1. Infla los globos.

2. Unta el alfiler con el aceite. Introduce el alfiles o palito por una esquina del globo y traspásalo hasta el otro lado

Experiencia 15: MATERIALES:  1 frasco transparente  gotero  globo  Tijeras PROCEDIMIENTO: Llena el frasco con agua, introduce el gotero y tapa el frasco con el globo de tal manera que quede muy estirado formando una tapa elástica (puedes cortar la punta del globo para que sea del ancho de la boca del frasco). Presiona el globo hacia abajo y observa como se llena el gotero de agua. Si quieres que se hunda más el gotero ponle agua hasta la mitad antes de ponerlo en el frasco.En vez del gotero puedes usar la cubierta de la pluma o el popote cubriéndole una punta con plastilina.

Reflexión:

 Experiencia 1: ¿Qué es lo que sucede con el agua?  Experiencia 2: ¿Qué pasa con el globo cuando jalamos el embolo de la jeringa?  Experiencia 3: ¿Qué sucede cuando colocamos la botella dentro del recipiente con agua?  Experiencia 4: ¿Qué sucede cuando hacemos presión a la botella?  Experiencia 5: ¿Por qué la botella se dobla hacia adentro?  Experiencia 6 ¿Por qué crees que el globo se infla?  Experiencia 7: ¿Qué sucede al colocar la botella en el agua fría?

 Experiencia 8 ¿Qué sucede con el mercurio que contiene el termómetro?  Experiencia 10: ¿Qué sucede con el huevo? ¿Por qué?  Experiencia 11: ¿Por qué la pelota regresa a su estado normal?  Experiencia 12: ¿Por qué el agua no cae?  Experiencia 13 ¿Qué sucede con las monedas?  Experiencia 14: ¿Por qué el alfiler traspasa el globo?  Experiencia 15 ¿Por qué sucede esto con el gotero?

Aplicación:  Da ejemplos de gases que usamos en nuestra vida diaria  Los gases son importantes ¿En qué sentido?

Tema: Procesos Termodinámicos Aprendizaje esperado:  Demostrar que se pueden producir variaciones en el estado termodinámico.

Focalización: -

¿Qué es un proceso termodinámico? ¿Estos ocurren a diario?

Proceso Isocórico Experiencia 1: MATERIALES:  1 olla con tapa  1 cocina

PROCEDIMIENTO: El proceso térmico que se desarrolla en una olla presión de uso doméstico, desde el momento que se coloca al fuego hasta que escapa por primera vez aire a través de la válvula, corresponde a un proceso a volumen constante.

Experiencia 2: MATERIALES:     

Café Agua caliente Azúcar Taza Cuchara

PROCEDIMIENTO: 1. Colocar agua caliente en una taza y agregar un poco de café dentro de ella.

2. Una ves echo esto colocar una o dos cucharadas y remueve el contenido.

3. Observa que es lo que sucede

Proceso Isotérmico Experiencia 3: MATERIALES:  1 Beaker  1 termómetro  Agua

PROCEDIMIENTO: En una vasija con agua que tiene un termómetro y se encuentra sobre una cocinilla encendida, se puede observar que una vez alcanzada la temperatura de ebullición ésta se mantiene constante aunque el agua continúa recibiendo calor de la cocinilla.

Experiencia 4: MATERIALES:  1 Beaker  Agua  Hielo

PROCEDIMIENTO: Se coloca hielo en una vasija que contiene agua. Se observa que la temperatura del agua alcanza 0º C. Esta temperatura se mantiene constante durante el proceso de fusión del hielo.

Proceso Adiabático Experiencia 5: MATERIALES:  1 gaseosa

PROCEDIMIENTO: Al destapar una botella se refresco el gas contenido en ella se expande en un periodo de tiempo muy corto, por lo cual no alcanza a haber intercambio de calor con el medio, por lo tanto dicho proceso se puede considerar una expansión adiabática que enfría el gas y condensa el aire en contacto con él.

Experiencia 6: MATERIALES:  1 Extintor de incendios

PROCEDIMIENTO: Existe un tipo de extintores de incendio que contienen dióxido de carbono a alta presión. Al usar dichos extintores se libera el gas contenido en ellos en un proceso de expansión adiabática que hace que el gas salga a una baja temperatura.

Experiencia 7: MATERIALES:  1 globo

PROCEDIMIENTO: Al inflar el globo dentro de el permanece un calor constante y su temperatura no cambia y no deja que este calor se intercambie con lo que esta a su alrededor.

Reflexión:

   

Experiencia 1: ¿En una olla normal es igual la presión que en una de presión?

Experiencia 2: ¿Por qué consideramos a la mezcla de agua , café y azúcar un proceso Isocórico?

Experiencia 3 ¿Cómo se aprecia en el experimento el proceso isotérmico?

Experiencia 4: ¿Por qué tiene que ser constante la temperatura?

Aplicación:



¿Qué procesos termodinámicos ocurren a diario, a simple vista?

 ¿La ruptura de la barrera del sonido puede considerarse un proceso adiabático? Menciona otros ejemplos

Tema: Energía Interna Aprendizaje esperado:  Demostrar que se pueden transferir el calor y como este fluye de un cuerpo caliente a uno frio.

Focalización: -

¿Qué es energía y como se define? ¿Qué es la energía interna?

Experiencia 1: MATERIALES:  3 vasos desechables  Agua ( caliente , Tibia, Fría)

PROCEDIMIENTO: 1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

Etiquetar 3 vasos desechables como: frío, tibio y caliente Enfriar un poco de agua y colocarlo en su respectivo vaso Calentar casi a ebullición un poco de agua y colocarlo en su vaso Mezclar un poco de agua fría con agua caliente y ponerla en su vaso Meter el dedo índice izquierdo en el agua fría Colocar el dedo índice derecho en el agua caliente Contar hasta 20. Sacar rápidamente ambos dedos e introducirlos en el agua tibia y describir que es lo que se siente

Experiencia 2: MATERIALES:     

Una vela Un vaso Agua fría Tazón grande de metal Fósforos

PROCEDIMIENTO: 1. Colocamos agua fría en el tazón (solo un poco); ponemos la vela en el agua de manera que esta flote, la encendemos.

2. Luego introducimos el vaso en el agua (cubriendo la vela).

3. Vemos que esta se apaga.

Experiencia 3: MATERIALES:  Alcohol  Agua  Gotero

PROCEDIMIENTO: 1.

2.

3.

4.

Colocar con el gotero unas gotas de alcohol sobre el antebrazo Con una mano ventilar la zona humedecida Repetir pero ahora con agua Discutir las sensaciones experimentadas

Reflexión:

 Experiencia 1: ¿Qué es lo que sentimos?  Experiencia 2: ¿Por qué la vela se apaga?  Experiencia 3 ¿Qué es lo que sucede?

Aplicación:

¿Qué tipos de energía utilizamos en nuestra vida diaria?  ¿La energía nuclear ha marcado un hito en nuestra historia? ¿De qué manera?

Tema: Trabajo

Aprendizaje esperado:  Determinar en que consiste el trabajo mecánico.

Focalización: -

¿Qué es trabajo mecánico? ¿El trabajo es una magnitud escalar o vectorial?

Experiencia 1: MATERIALES:     

Un metro de estambre resistente.

Cuatro ligas.

Una cinta métrica Unas tijeras.

Cuatro revistas delgadas de la misma forma y tamaño.

PROCEDIMIENTO: 1. Corte una liga por un extremo con las tijeras.

2. Amarre una revista con el estambre y amarre el extremo libre del estambre a uno de los extremos de la liga, como se ve en la figura.

3. Mida la longitud de la liga sin estirar (L0).

Jale la liga por el otro extremo hasta que la revista se levante un centímetro de la superficie de trabajo. Pida a su ayudante que mida la liga (L) y registre el dato en la hoja de respuestas.

4. Repita el experimento con 2, 3 y 4 revistas atadas con el estambre. Utilice una liga sin deformar en cada ocasión, ya que las usadas no se recuperan completamente y habría errores en su determinación.

5. Calcule la longitud que la liga se estiró en cada caso, por medio de la siguiente expresión: (E = L-L0) y anote los cuatro valores en la tabla de su hoja de respuestas.

Reflexión:

 Experiencia 1: ¿Qué sucede con la liga?

Aplicación:

¿Que tipos de esfuerzo conoces de la vida diaria?

Da ejemplos de trabajos mecánicos

Tema: Leyes Termodinámicas Aprendizaje esperado:  Demostrar que son las leyes termodinámicas Focalización: - ¿Qué es termodinámica?

- ¿Cuántas y cuales son las leyes termodinámicas? Explica brevemente cada una de ellas

Primera Ley de Termodinámica Experiencia 1: MATERIALES:  Vaso precipitados  Mechero

PROCEDIMIENTO: 1. Hechar el agua dentro del vaso precipitado y dejar hervir. Observar lo que pasa.

Experiencia 2: MATERIALES:    

Vaso precipitado Mechero Fósforos Chocolate en barra

PROCEDIMIENTO: 1. Echar el chocolate en el vaso precipitado, luego calentar en el fuego . Observar lo que pasa.

Segunda Ley de Termodinámica Experiencia 3: MATERIALES:  Hielo en cubos  Vaso precipitados  Mechero

PROCEDIMIENTO: 1. Echar el hielo en el vaso, calentar con el mechero. Observar lo que pasa.

Aplicación:

   

Experiencia 1: ¿Por qué consideramos al experimento en la primera ley de termodinámica?

Experiencia 2: ¿Qué sucede con el chocolate? ¿Por qué?

Experiencia 3 ¿Por qué asociamos este experimento con la segunda ley de termodinámica ¿ Experiencia 4: ¿Por qué tiene que ser constante la temperatura?

TEMA: TEMPERATURA Focalización:

- ¿Qué es la temperatura?

La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio, frío que puede ser medida, específicamente, con un termómetro. En física, se define como una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica.

- ¿En qué se diferencia esta del calor?

A menudo pensamos que calor y temperatura son lo mismo. Sin embargo este no es el caso. El calor y la temperatura están relacionadas entre si, pero son conceptos diferentes.

El calor es la energía total del movimiento molecular en una sustancia, mientras temperatura es una medida de la energía molecular media. El calor depende de la velocidad de las partículas, su número, su tamaño y su tipo. La temperatura no depende del tamaño, del número o del tipo.

Reflexión:

 Experiencia 1: ¿Qué es lo que sucede con la moneda?

Da pequeños saltitos al contorno de la botella.

 Experiencia 2: ¿Cuánto marca nuestro termómetro?

Marca aprox. 20·C

 Experiencia 3: ¿Cuál es la diferencia entre las aguas a diferentes temperaturas? ¿Se diferencian por mucho?

La sensación que se genera al tocar la aguas es muy notables ya que se encuentran a diferente temperatura.

 Experiencia 4: ¿A qué temperatura llegamos?

A unos 15·C aprox.

Aplicación:

 Menciona ejemplos diarios del uso de la temperatura en nuestros hogares.

La temperatura de un vaso pequeño de agua puede ser la misma que la temperatura de un cubo de agua, pero el cubo tiene más calor porque tiene más agua y por lo tanto más energía térmica total.



Menciona los diferentes instrumentos para medir la temperatura - Instrumentos de medida para temperatura Miniflash II - Instrumentos de medida para temperatura PCE-880 - Instrumentos de medida para temperatura PCE-IR 100



¿Qué sensación produce en nosotros el agua caliente? ¿Por qué?

Produce una sensación muy extraña en nuestro cuerpo, debido a que no estamos acostumbrados a esta reacción que se genera.

Tema: Gases Ideales Focalización: - ¿Qué es un gas?

Se denomina gas el estado de agregación de la materia que bajo ciertas condiciones de temperatura y presión permanece en estado gaseoso. Las moléculas que constituyen un gas casi no son atraídas unas por otras, por lo que se mueven en el vacío a gran velocidad y muy separadas unas de otras

-

¿Para que sirven los gases?

1.

ALUMINIO Enriquecimiento con Oxígeno Quemadores de Oxígeno Aplicaciones de gases inertes Enfriamiento con Nitrógeno Tratamientos Térmicos Hornos Rotativos Basculantes (TTRF) Hornos de Reverbero

2.

AGUAS/MEDIO AMBIENTE Tratamiento de Aguas Residuales Tratamiento de Aguas Potables y Desaladoras Tratamiento de Aguas de Proceso

3.

AGRICULTURA Fertilización Carbónica Técnicas de Aplicación del CO2 Beneficios de la Fertilización Carbónica

Reflexión:

 Experiencia 1: ¿Qué es lo que sucede con el agua?

El agua que primero fue teñida por el colorante empieza a entrar al recipiente hasta que se apague la vela.

 Experiencia 2: ¿Qué pasa con el globo cuando jalamos el embolo de la jeringa?

Cambia su volumen

 Experiencia 3: ¿Qué sucede cuando colocamos la botella dentro del recipiente con agua?

Observamos que el globo comienza a inflarse

 Experiencia 4: ¿Qué sucede cuando hacemos presión a la botella?

Empieza a salir la tinta que contiene el gotero que está dentro de la botella

 Experiencia 5: ¿Por qué la botella se dobla hacia adentro?

Porque el gas caliente que queda adentro hace que se comprima.

 Experiencia 6 ¿Por qué crees que el globo se infla?

Por la presión constante que tiene.

 Experiencia 7: ¿Qué sucede al colocar la botella en el agua fría?

El globo de empieza a desinflar debido a que la Ley de Charles nos dice que a menor temperatura menor volumen.

 Experiencia 8 ¿Qué sucede con el mercurio que contiene el termómetro?

El mercurio que se encontraba en el termómetro empieza a dilatarse por acción del calor al que está sometido dando como resultado la temperatura final del cuerpo.

 Experiencia 10: ¿Qué sucede con el huevo? ¿Por qué?

El huevo s ale de la botella porque al aumentar la temperatura, las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto aumenta el número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar.

 Experiencia 11: ¿Por qué la pelota regresa a su estado normal?

La pelotita que introducimos dentro del agua caliente regresa a su estado normal porque al aumentar la temperatura, aumentamos la presión teniendo esta que volver a su estado normal.

 Experiencia 12: ¿Por qué el agua no cae?

El agua no cae por las mismas condiciones de presión y temperatura.

 Experiencia 13 ¿Qué sucede con las monedas?

Las monedas subirán por efecto del consumo del oxígeno al aislar la vela dentro del vaso.

 Experiencia 14: ¿Por qué el alfiler traspasa el globo?

Porque el gas que se encuentra dentro del globo no experimenta ningún cambio ni pérdida

 Experiencia 15 ¿Por qué sucede esto con el gotero?

Por la presión que estamos ejerciendo fuerza al globo.

Aplicación:

 Da ejemplos de gases que usamos en nuestra vida diaria Los gases intervienen en muchos aspectos de nuestra vida cotidiana, ya sea de manera positiva ayudándonos en nuestras labores, o de manera negativa perjudicando nuestro medio ambiente, así por ejemplo: •El aire que respiramos, que nos proporciona el oxígeno que requerimos para respirar y mantenernos vivos, •El GNV o gas natural vehicular, proveniente del gas de Camisea, que permite que los vehículos se movilicen con una menor inversión en combustible, •El gas propano que usamos en casa para preparar los alimentos o calentar el agua de la terma, •El aire presente en las llantas de algunos vehículos, •la mezcla gaseosa que se usan en las soldaduras, formada por acetileno combinado con oxígeno, •El aire enriquecido que se emplea en submarinismo, son mezclas que además de oxígeno contienen helio, nitrógeno, •Los gases que se emanan junto con la lava en las erupciones volcánicas, •Los gases que se desprenden de los tubos de escape de los vehículos o de las chimeneas de Las fábricas, y que contaminan nuestro ambiente.

 Los gases son importantes ¿En qué sentido?

Son importantes en el sentido que nos permiten respirar, poder trasladarnos, poder preparar nuestros alimentos.

Tema: Procesos Termodinámicos Focalización:

- ¿Qué es un proceso termodinámico?

Se denomina proceso termodinámico a la evolución de determinadas magnitudes (o propiedades) propiamente termodinámicas relativas a un determinado sistema físico. Desde el punto de vista de la termodinámica, estas transformaciones deben transcurrir desde un estado de equilibrio inicial a otro final; es decir, que las magnitudes que sufren una variación al pasar de un estado a otro deben estar perfectamente definidas en dichos estados inicial y final.

Reflexión:

 Experiencia 1: ¿En una olla normal es igual la presión que en una de presión?

Las ollas de presión tienen una tapa hermética, así que en su interior se acumula el vapor del agua hirviendo. Al aumentar así la presión, se eleva también el punto de ebullición del agua y, por lo tanto, la temperatura, lo cual reduce el tiempo de cocción de la comida

 Experiencia 2: ¿Por qué consideramos a la mezcla de agua, café y azúcar un proceso Isocórico?

Ya que al realizar esta mescla se produce un cambio y a este cambio se le llama proceso Isocórico.

Porque al efectuarse esas sustancias su volumen es constante sin que haya ningún desplazamiento.

 Experiencia 3 ¿Cómo se aprecia en el experimento el proceso isotérmico?

Se denomina proceso isotérmico o proceso isotermo al cambio de temperatura reversible en un sistema termodinámico, siendo dicho cambio de temperatura constante en todo el sistema.

 Experiencia 4: ¿Por qué tiene que ser constante la temperatura?

Es una constante física. Mientras se encuentre agua en estado líquido en el recipiente la temperatura se mantendrá a 100 ºC, pues es este su punto de ebullición. Solo aumentará cuando ya no quede más que agua en forma de vapor (si puedes retenerla allí de alguna manera).

Aplicación:



¿Qué procesos termodinámicos ocurren a diario, a simple vista?

1. Proceso térmico 2. Proceso Isocórico 3. Proceso adiabático

 ¿La ruptura de la barrera del sonido puede considerarse un proceso adiabático? Menciona otros ejemplos Una pared aislada se aproxima bastante a un límite adiabático.

Otro ejemplo es la temperatura adiabática de llama, que es la temperatura que podría alcanzar una llama si no hubiera pérdida de calor hacia el entorno.

En climatización los procesos de humectación (aporte de vapor de agua) son adiabáticos, puesto que no hay transferencia de calor, a pesar que se consiga variar la temperatura del aire y su humedad relativa.

Tema: Energía Interna Focalización: -

¿Qué es energía y como se define?

Se define como la capacidad para realizar un trabajo. En tecnología y economía, «energía» se refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada) para extraerla, transformarla y darle un uso industrial o económico.

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¿Qué es la energía interna?

En física, la energía interna (U) de un sistema intenta ser un reflejo de la energía a escala microscópica.

Reflexión:

 Experiencia 1: ¿Qué es lo que sentimos?

Se evidencia claramente que al tocar el agua se produce una reacción en nuestro cuerpo de diferentes temperaturas.

 Experiencia 2: ¿Por qué la vela se apaga?

Porque al poner la vela en el recipiente el aire que había dentro de él se va y esto produce que la vela se apague al ya no tener oxigeno.

 Experiencia 3 ¿Qué es lo que sucede?

Al poner el alcohol en nuestro antebrazo este se siente tibio. Pero al colocar el gotero con agua este se siente frio.

Tema: Trabajo Focalización: -

¿Qué es trabajo mecánico?

Es la energía puesta en juego para realizar un movimiento o un desplazamiento...es decir, si muevo una bola en la mesa estoy realizando trabajo mecánico.

En mecánica clásica, el trabajo que realiza una fuerza se define como el producto de ésta por el camino que recorre su punto de aplicación y por el coseno del ángulo que forman la una con el otro.

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¿El trabajo es una magnitud escalar o vectorial?

En primer lugar, es una magnitud que queda definida perfectamente sin que tenga asociada ninguna orientación espacial.

Es equivalente en dimensiones a la energía (es energía transferida a causa de una fuerza que desplaza), y la energía es una magnitud igualmente escalar.

Y por último, de su definición se deduce que tiene que ser un escalar y no un vector, pues se define trabajo como el producto escalar de la fuerza (vector) por el desplazamiento ( vector), y como se sabe el producto escalar de dos vectores es un escalar igual al producto de sus módulos por el coseno del ángulo que forman.

Reflexión:

 Experiencia 1: ¿Qué sucede con la liga?

La liga realiza el trabajo de sujetar las revistas que se han colocado, además que cada ves que se le coloca mas peso la liga no recupera del todo su medida original.

Aplicación:

 ¿Que tipos de esfuerzo conoces de la vida diaria?. Da ejemplos de trabajos mecánicos.

1.

Cuando una persona sube un objeto pesado desde la calle hasta un edificio, efectúa un trabajo.

2. un motor, un péndulo, un tren, un carro tirado por caballos, un bicicleta, un ascensor, subir escaleras

Tema: Leyes Termodinámicas Focalización: -

¿Qué es termodinámica?

Es la rama de la física que describe los estados de equilibrio a nivel macroscópico.3 Constituye una teoría fenomenológica, a partir de razonamientos deductivos, que estudia sistemas reales, sin modelizar y sigue un método experimental.4 Los estados de equilibrio son estudiados y definidos por medio de magnitudes extensivas tales como la energía interna, la entropía, el volumen o la composición molar del sistema,5 o por medio de magnitudes no-extensivas derivadas de las anteriores como la temperatura, presión y el potencial químico; otras magnitudes tales como la imanación, la fuerza electromotriz y las asociadas con la mecánica de los medios continuos en general también pueden ser tratadas por medio de la termodinámica.

1.

2.

¿Cuántas y cuales son las leyes termodinámicas? Explica brevemente cada una de ellas Primera ley de la termodinámica.

También conocida como principio de conservación de la energía para la termodinámica «en realidad el primer principio dice más que una ley de conservación», establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará.

Segunda ley de la termodinámica.

Esta ley marca la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario (por ejemplo, que una mancha de tinta dispersada en el agua pueda volver a concentrarse en un pequeño volumen). Debido a esta ley también se tiene que el flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos de mayor temperatura hacia los de menor temperatura, hasta lograr un equilibrio térmico.

Aplicación:

 Experiencia 2: ¿Qué sucede con el chocolate? ¿Por qué?

El chocolate se derrite ya que ocurre la primera ley de la termodinámica que dice que los cuerpos intercambian calor uno con otro.

 Experiencia 3 ¿Por qué asociamos este experimento con la segunda ley de termodinámica?

Porque en la segunda ley establece la dirección que se deben llevar acabo los procesos termodinámicos con la imposibilidad de que ocurra de manera contraria.

En muchas

ocasiones la lectura de un libro ha hecho la fortuna de un hombre, decidiendo el curso de su vida.

Al aplicar este criterio a la Termodinámica, se encuentra que casi ninguna otra ciencia encontró más pronto su ruta, su objeto y su método, que la ciencia de las relaciones entre las distintas formas de energía.

En efecto, en el curso de apenas 30 años, después de que Sadi Carnot señalara la ruta apropiada, los problemas pertenecientes al análisis de las diversas formas de energía, se multiplicaron en el mundo científico: en la Física, en la Química, en la Biología y en la Termología propiamente dicha.

Los desarrollos surgidos en el seno de estas ciencias y la magnitud de los problemas resueltos, nos hablan claramente de la oportunidad de la Termodinámica y de la generalidad de su método. Esta situación nos deja la sensación de que la Termodinámica hubiera sido algo como una Ciencia esperada, latente en todos los campos científicos adyacentes y que su llegada hubiera sido celebrada con alborozo.

Pero, sigamos citando a Kant. En el mismo texto, y refiriéndose a quien por primera vez demostró el triángulo isósceles, nos dice estas palabras luminosas: “Por el hecho observó que para conocer las propiedades de una figura, no convenía guiarse por lo que en la figura contemplaba y menos en su simple concepto, que lo que le correspondía es señalar lo que él mismo había introducido con su pensamiento, según conceptos a priori y expuestos por construcción”.

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INGRESA A LA SIQUIENTE ANIMACION: http://www.iesaguilarycano.com/dpto/fyq/termo.swf

REALIZA EL SIQUIENTE CRUCIGRAMA:

VERTICALES 1. Estado de agregación molecular que presenta la mayor capacidad de dilatación.

2. Cambio de estado de agregación molecular de líquido a sólido.

3. Aparato que convierte diversos tipos de energía en energía mecánica.

4. Es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio.

5. Es energía en tránsito. Se transmite de un cuerpo con mayor a otro con menor temperatura.

6. Punto de _____________ a la temperatura en la que una sustancia se transforma de un estado líquido a un estado gaseoso.

7. Forma de transmisión de calor que ocurre en líquidos y gases.

8. Cambio de estado en el cual una sustancia líquida se transforma en un estado gaseoso.

9. Cantidad de calor necesaria para incrementar la temperatura del agua un grado centígrado por cada gramo de masa.

10. Estado de agregación molecular en la cual las fuerzas de cohesión son muy grandes, y por lo tanto proporcionan forma y volumen definidos.

HORIZONTALES 1. Cambio de estado de agregación molecular de sólido a líquido.

2. Energía cinética promedio de las moléculas de una sustancia.

3. Forma de transmisión de calor que sucede en los sólidos.

4. Se le llama así a la capacidad de un cuerpo o una sustancia para realizar un trabajo.

5. Cantidad de calor necesaria para que una sustancia incremente un grado centígrado su temperatura por cada gramo de masa.

6. Estado de agregación molecular en el que existen pocas fuerzas de cohesión entre las moléculas, tienen volumen definido y pueden adaptarse al recipiente que los contiene.

7. Ciencia que se encarga de estudiar a la materia y la energía y sus relaciones entre sí.

8. Forma de transmisión de calor que sucede a través de ondas electromagnéticas.

9. Cambio de estado en el cual un gas se transforma en líquido.

10. Es el compartimiento donde es contenida la mezcla de gasolina y aire para su posterior combustión.

 http://termotransferencia.files.wordpress.com/2012/09/textobase-de-termodinamica.pdf  http://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1mica  http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/termo/Termo.html #Conceptos básicos  http://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinami ca.shtml  http://www.mitecnologico.com/Main/LeyCeroTermodinamica  http://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1mica  http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_Cero_de_la_Termodin%C3% A1mica

 http://labquimica.wordpress.com/category/investigation/  http://www.jfinternational.com/mf/tercera-ley-termodinamica.html  http://www.slideshare.net/Bcorazon/resumen-historia-de-latermodinamica